JPH05500372A - 無機元素含有有機化合物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 無機元素含有有機化合物 本発明は、アミノ基を異なる数で含有するリン、ヒ素およびアンチモン含有有機 化合物ならびに気相から薄膜もしくはエピタキシャル層を析出するための用途に 関する。

ＩＩＩ族−Ｖ族の組み合わせ、たとえばヒ化ガリウム、リン化インジウムまたは リン化ガリウムからなるこのような層の析出は、電気的、電子工学的、光学的お よび光電子工学的のスイッチ素子、レーザーおよび化合物半導体の製造のために 使用され、この場合、この層の析出は気相から行なわれる。

この薄膜の特性は、析出条件および析出した薄膜の化学的組成に依存する。

気相からの析出のために、全ての公知の方法、たとえば有機金属気相エピタキシ ャル成長（Ｍｅｔａｌ−Ｏｒｇａｎｉｃ−Ｃｈｅｍｉｃａｌ−Ｖａｐｏｕｒ−Ｄ ｅｐｏｓｉｔｉｏｎ　（ＭＯＣＶＤ　またはＮ０ＶＰＥ）　）法、ガスソース分 子線エピタキシー（Ｍｅｔａｌ−Ｏｒｇａｎｉｃ−Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ−Ｂｅａ ｍ−Ｅｐｉｔａｘｙ（ＭＯＭＢＥ）　）法、フォト−有機金属気相（Ｐｈｏｔｏ −Ｍｅｔａｌ−Ｏｒｇａｎｉｃ−Ｖａｐｏｕｒ−Ｐｈａｓｅ　（Ｐｈｏｔ。

−ＭＯＶＰ）　）法（ＵＶ線による物質の分解）、レーザー化学気相蒸着（Ｌａ ｓｅｒ−Ｃｈｅｍｉｃａｌ−Ｖａｐｏｕｒ−Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ（Ｌａｓｅｒ −ＣＶＤ）　）法または有機金属マグネトロンスパッタリ特表平５−５００３７ ２　（２） ング（Ｍｅｔａｌ−Ｏｒｇａｎｉｃ−Ｍａｇｎｅｔｏｒｏｎ−５ｐｕｔｔｅｒｉ ｎｇ（ＭＯＭＳ）　）法が挙げられる。

他の方法に比べた利点は、制御された層の成長、正確なドーピング制御、ならび に常圧および減圧条件に基づく筒車な取り扱いおよび生産しやすさにある。

ＭＯＣＶＤ−法において、９００℃以下でＧａＡｓ。

Ｉ’　ｎ　Ｐ等を析出しながら分解する化合物が使用される。

キャリヤガスを介して、この成分はその蒸気圧に基づきその貯蔵容器（ｂｕｂｂ ｌｅｒ）から加熱した反応器に輸送され、そこで析出が行なわれる。Ｎ気の貢量 流は良好に制御することができるため、一定の薄層を成長させることができる。

今までは、気相析出のためのＶ族成分として、アルシン（Ａ　ｓ　Ｈｓ　）およ びホスフィン（ＰＨＩ）を使用していた１両方ともガスであり：アルシンはその 著しく低いＭＡＫ値ならびに酸素および水に対するその安定性に基づき極度に危 険である：ホスフィンも同様に、著しい毒性があり、ざらに自燃性である。従っ て、このガスの製造、輸送、貯蔵および適用のために、費用のかかる警戒および 安全措置が必要である。この問題により、液体の、リンおよびヒ素含有有機化合 物ＲＶＨ２！３ヨびＲ２ＶＨ（Ｒ＝ｇｚチル、イソプロピル、ｔ−プチル、フェ ニル等）が開発されたが、今までは不安定な結果（たとえば従来のＩＩＩ族の供 給源との付加物形成による前沈澱）が得られた。

本発明の課題は、その製造ならびにその用途に関してより有利であるようなリン 、ヒ素およびアンチモンの有機化合物を開発することであった。

前記課題は提案されたアミノホスフィン、アルシンおよびスチビンにより解決さ れる。

この化合物を用いて、ＰＳＥのＩＩＩ主族の有機金属化合物、有利にトリメチル ガリウムおよび−インジウムと共に、極めて良好な表面（アルシンを用いたもの と比較可能）を有する薄膜を析出することが可能である。この場合、ＲＶＨ，の 使用の際に観察されたような気相中で付加物形成（Ｒ，Ｉ工ｌＴｈ１ＶＲ１）が 生じないことは重要である。

従って、本発明の対象は、式Ｉ： Ｒ，、、、ＭＲ’　１１　１ ［式中、 ｍ＝１．２または３ Ｍ−リン、ヒ素またはアンチモン Ｒ””　Ｈ、ＣＨｓ、Ｃｚ　Ｈｓ、Ｃ２Ｈ，、Ｃ，Ｈ，、Ｃ，Ｈ，、ｉ−Ｃ，Ｈ ，、Ｃ，Ｈ，、ｓ　ｅ　ｃ−ＣａＨ＊、ｔ　Ｃ４ＨＧ、Ｃ，Ｈ，、Ｃ，Ｈ。

Ｒ’　＝ＮＨ，、Ｎ　（ＣＨｓ　）　！、Ｎ　（Ｃａ　Ｈｓ　）　！、Ｎ（Ｃ３ Ｈ−）！、Ｎ　（ｉ　−Ｃｓ　Ｈｔ　）　！、Ｎ（ＣＦ−）！、Ｎ（Ｃ、Ｆ＝） ！、Ｎ（ＣｓＦｔ）！、Ｎ　（ｉ　Ｃ５Ｆ７）ｚ、Ｎ（ｔ−Ｃａ　Ｆ　ｓ　）　 ｘまたは部分フッ素化基コで示されるリン、ヒ素およびアンチモン含有有機化合 物、ならびに気相からＩＩＩ族−Ｖ族−組み合わせ物を支持体に析出させるため のこの物質の用途である。

式■においてＭは有利にリンまたはヒ素を表わし、ｍは有利に２または３であり 、Ｒは有利にＨ（ｍ＝２の場合）を表わし、Ｒ′は有利にＮＨ，、Ｎ（ＣＨ，） ２またはＮ（ＣＦ＝）ｚを表わす。

本発明による式Ｉの化合物の使用のために、１つ以上の窒素−Ｍ　（Ｐ、Ａｓ、 Ｓｂ）結合の存在が重要である。その高い反応性に基づき、これは熱により容易 に分割可能であることが保証される。さらに、このアミノ官能基は、式：Ｒ，Ｉ ＩＩのＩＩＩ族の供給源と共に気相中での付加生成、つまりエビタキシ一工程で の前沈澱が予期されない、もしくは観察されない程度で中心原子Ｍを遮蔽する０ 式１の化合物は、高い温度で中心原子を放出しながら分解するため、ＭＯＣＶＤ −エピタキシー（もしくはＭＯＶＰＥ法）に適している。この化合物は、同様に 、気相析出の他の方法、たトエばフォト−ＭＯＶＰ、レーザー−ＣＤＶ、ＭＯＭ ＳまたはＭＯＭＢＥにも適している。

式１の化合物は、現時点で文献に記載されたような公知の方法により製造される 。しかし、全ての場合において、この反応は純度ついて生成物にかせられた要求 に応じて変化する。全体的な作業は、厳格に空気および水分を遮断しながら、脂 肪分不含のすり合わせ装置中で実施される。専ら特別に乾燥し、調製された不活 性溶剤が使用される。これは同様に全ての他の使用した出発材料に通用する。

アルキル−およびアリール基はアルカリ金属オルガニルまたはグリニヤール化合 物を用いて導入する。

アミン原子団は、第２級アミンを用いて塩化水素を分割しながら、またはアルカ リ金属アミドを用いて塩化ナトリウムを分割しながら中心原子に導入される。

任意の支持体に薄膜またはエピタキシャル層を製造する本発明による方法におい て、公知の無機元素含有有機化合物の気相析出プロセスで出発化合物として式Ｉ のアミノ化合物を使用する。この反応条件は、同様に、文献から公知の値、およ び当業者にとって通常の値に選択することができる。

化合物半導体、電子工学および光電子工学部品の製造のために、本発明による方 法の場合、反応器中の析出工程の間に、１種以上のガス状のアルミニウム、ガリ ウムまたはインジウムの化合物、たとえば、（ＣＨ＋）ｉＡｌ、（ＣＨｓ）Ｇａ または（ＣＨ，）　３Ｉ　ｎを付加的に添加してもよい６本発明による方法のも う一つの変法は、析出工程の間に付加的に本発明による式Ｉの無機元素含有化合 物にドーピング材料を添加することにある。この材料は、特に鉄、マグネシウム 、亜鉛およびクロムの揮発性の有機金属化合物である。

さらに、ドーピング材料として式１の化合物を、他の有機金属化合物の析出工程 の間に添加することもで特表平５−５００３７２　（３） きる。

本発明により製造した層は、電気的、光学的、電子工学的および光電子工学的ス イッチ素子、化合物半導体またはレーザーの製造のために使用することができる 。

次の例は、本発明を詳説する。温度数値は摂氏であり、ｋｐは沸点を表わす。

例１ ペンタンｌｌ中の高純度の三塩化ヒ素（７Ｎ）９０ｇ　（０，５ｍｏ　１）に、 強力に攪拌しながら、−１５℃でジメチルアミンを通した。この溶液がジメチル アミンで飽和した後（沈澱物の沈澱により確認可能）この反応混合物を３５℃に した。新たにジメチルアミンを通して、この反応が完全であるかを試験した。こ の溶液を特殊フィルター（孔幅１）で濾過した。ペンタンを常圧で留去し、引き 続き生成物を分画した。無色のトリス（ジメチルアミノ）アルシンが、ｋｐ５７ ℃／　１３　ｔ　ｏ　ｒ　ｒを有する無色の液体として得られた。

同様にして、次のものが製造された。

トリス（ジメチルアミノ）ホスフィン トリス（ジメチルアミノ）スチビン トリス（ビス（トリフルオロメチル）アミノ）アルシン トリス（ビス（トリフルオロメチル）アミノ）ホスフィン トリス（ビス（トリフルオロメチル）アミノ）スチビン トリス（ビス（ヘプタフルオロエチル）アミノ）アルシン トリス（ビス（ヘプタフルオロエチル）アミン）ホスフィン トリス（ビス（ヘプタフルオロエチル）アミノ）スチビン 要　約　書 本発明は、１つ以上の元素−窒素結合により優れた無機元素含有有機化合物、な らびに薄膜またはエピタキシャル層の気相析出による製造方法に関する。

国際調査報告 Ｉ□Ｉ　Ａ−４”Ｎｏ、　ｐｃ　７　／ｎＦ　Ｑ　＋　１ｎｎａ　ｙ　＋国際調 査報告 ＤＥ　９１００４７１ ＳＡ　４７７７１

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．式Ｉ： Ｒ（３−ｍ）ＭＲ′ｍ Ｉ ［式中、 ｍ＝１、２または３ Ｍ＝リン、ヒ素またはアンチモン Ｒ＝Ｈ、ＣＨ３、Ｃ２Ｈ３、Ｃ２Ｈ５、Ｃ３Ｈ５、Ｃ３Ｈ７、ｉ−Ｃ３Ｈ７、Ｃ ４Ｈ９、ｓｅｃ−Ｃ４Ｈ９、ｔ−Ｃ４Ｈ９、Ｃ５Ｈ５、Ｃ５Ｈ５ Ｒ′＝ＮＨ２、Ｎ（ＣＨ３）２、Ｎ（Ｃ２Ｈ５）２、Ｎ（Ｃ３Ｈ７）２、Ｎ（ｉ −Ｃ３Ｈ７）２、Ｎ（ＣＦ３）２、Ｎ（Ｃ２Ｆ５）２、Ｎ（Ｃ３Ｆ７）２、Ｎ（ ｉ−Ｃ３Ｆ７）２、Ｎ（ｔ−Ｃ４Ｆ９）２または部分フッ素化基］で示される無 機元素含有有機化合物。
2. ２．　気相から支持体に元素またはＩＩＩ族−Ｖ族組み合わせ物の析出のための 請求項１記載の式Ｉの無機元素含有有機化合物の用途。
3. ３．　エピタキシャル層の析出のための請求項１記載の式Ｉの無機元素含有有機 化合物の用途。
4. ４．　無機元素含有有機化合物から気相析出により支持体に薄膜を製造する方法 において、無機元素含有有機化合物として請求項１記載の式Ｉの化合物を使用す ることを特徴とする薄膜の方法。
5. ５．　電気的、電子工学的、光学的および光電子工学的部品を製造するために、 析出工程の間に、適用する反応条件下でガス状の１種以上のアルミニウム、ガリ ウムまたはインジウムの化合物を供給する請求項４記載の方法。
6. ６．　析出工程の間に、付加的に、式Ｉの無機元素含有有機化合物にドーピング 材料を添加する請求項４記載の方法。
7. ７．　請求項１記載の式Ｉの化合物を、他の有機金属化合物の析出工程の間のド ーピング材料として添加する請求項４記載の方法。
8. ８．　出発化合物として、高純度の特別に調製した化学薬品を使用する請求項１ 記載の式Ｉの化合物の製造方法。
9. ９．　溶剤を凝縮または蒸留により化合物と分離し、この化合物を真空中で蒸留 または再凝縮により精製する請求項８記載の式Ｉの化合物の製造方法。
10. １０．　化合物の濾過を最微細フィルタ（孔幅１）を介して行なう請求項８記載 の式Ｉの化合物の製造方法。